IMMOBILISASI DITIZON PADA ZEOLIT SINTESIS ABU...
Transcript of IMMOBILISASI DITIZON PADA ZEOLIT SINTESIS ABU...
IMMOBILISASI DITIZON PADA ZEOLIT SINTESIS ABU DASAR
BATUBARA SERTA APLIKASINYA SEBAGAI ADSORBEN Pb2+
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1
Program Studi Kimia
Oleh:
Yuliana
11630004
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN KALIJAGA
YOGYAKARTA
2015
ii
SURAT PERSETUJUAN SKRIPSI/TUGAS AKHIR
iii
SURAT PERSETUJUAN SKRIPSI/TUGA
iv
SURAT PERSETUJUAN SKRIPSI/TUGAS AKHIR
v
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
vi
PENGESAHAN SKRIPSI/TUGAS AKHIR
vii
MOTTO
“Janganlah kamu mengharap mendapat ilmu
padahal kamu tidak mau lelah”
(Syeikh Yahya Syarofuddin al-Amrithi)
Jembaring ilmu saking Muthola’ah, berkahing ilmu saking ibadah.
(K.H. Asyhari Marzuqi)
Aku ada karena-NYA,
dan akan kembali kepada-NYA
(YULIANA)
viii
PERSEMBAHAN
Dengan penuh rasa syukur kepada Allah SWT dan
Rasulullah Muhammad SAW
Karya ini aku persembahkan untuk:
Guru-guruku dengan berkah ilmunya...
Keluargaku, terkhusus Jasman, Sumiyati, dan Setiyo Puji
Lestari. Terima kasih atas kasih sayang dan segala pengorbanan
yang tak terhingga...
Sahabat-sahabatku dengan canda tawa dan semangatnya...
PP Nurul Ummah,
Serta Almamaterku …..
Prodi Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga
Yogyakarta
ix
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji hanya milik Allah SWT serta sholawat dan
salam selalu tercurahkan kepada Rasulullah SAW. Berkat limpahan nikmat dan
karunia Allah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan lancar.
Skripsi dengan judul “Immobilisasi Ditizon pada Zeolit Sintesis Abu
Dasar Batubara serta Aplikasinya sebagai Adsorben Pb2+
“ disusun untuk
memenuhi persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Program Studi Kimia.
Dalam kesempatan ini, penyusun mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibu Dr. Maizer Said Nahdi, M.Si., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta.
2. Ibu Dr. Susy Yunita Prabawati, M.Si., selaku Ketua Program Studi Kimia.
3. Bapak Khamidinal, M.Si., selaku dosen pembimbing skripsi, beserta Bapak
Didik Krisdiyanto, M.Si., yang telah memberikan bimbingan, saran, dan
masukan selama proses penyusunan skripsi.
4. Keluarga penyusun, Bapak Jasman, Ibu Sumiyati, Setyo Puji Lestari, Mbah
Yatini, Mbah Warjo, dan keluarga semua, kalian adalah lentera hidupku.
Senyuman dan harapan kalian adalah semangat tersendiri bagiku untuk
menjalani hidup.
5. Seluruh Murobbi, ilmu dan kesabaran kalian adalah permata dunia.
6. Keluarga besar Pondok Pesantren Nurul Ummah Putri (Al-Magfurlahu, Bu
Nyai H. Barokah Nawawi serta Abah K.H. Munir Syafa’at), dari sinilah aku
x
belajar mencari jati diri. Semoga ilmu yang kudapatkan dapat kuamalkan dan
berkah. Amin.
7. Seluruh staf karyawan Fakultas Sains dan Teknologi, terutama karyawan di
laboratorium kimia, Bapak A. Wijayanto, S.Si., Indra nafiyanto, S.Si., serta
Ibu Isni Gustanti, S.Si., terima kasih atas kerjasama dan kesabarannya.
8. Teman-teman Kimia 2011, neng Wiqe, Ayuk, kelompok Zeolit: Gesyth,
Riandi, Faqih, Fahrul, Firly, Yuan, Indra, Mumuh dan sahabat kimia lainnya,
semangat kalian menunjukkan bahwa kita bisa. Semoga persahabatan yang
telah tercipta menjadikan tali persaudaraan yang tak lekang oleh waktu.
Kebersamaan antara aku dan kalian seperti senyawa koordinasi yang
memberikan warna dalam larutan kehidupan.
9. Teman-teman pondok, A’yun, Zidna, Karom, Ummu, Fatim, Hana, Rika,
Qoim, Miftah, Maysaroh, Cinung, Chusnul, Ayuk, kamar H1 dan H5, anggota
perpus An-Nabil, komplek Hafsoh dan Aisyah, kebersamaan dan berbagi itu
indah. Seperti halnya mubtada’ yang membutuhkan khobar dan huruf jer yang
tidak mampu berdiri sendiri, kalianlah yang melengkapi kehidupanku dengan
menjadi majrur dalam hidupanku.
10. Teman-teman KKN GK 8301, Eka, Mba Mini, Tere, Vita, Mas Yafi, Ikhsan,
Azka, Maul, keluarga Jetis Gunungkidul, dari kalian aku belajar menjadi
pribadi yang baik untuk masyarakat. Kebersamaan yang singkat semoga
menjadikan kita saling mengerti dan menumbuhkan rasa persaudaraan
diantara kita. Amin.
xi
11. Seluruh keluarga di Jember (keluarga Bapak Madroji & Ibu Zubaidah serta
Eyla & keluarga). Semoga tali silaturahmi yang terjalin dapat terjaga
meskipun jarak memisahkan kita. Kalian adalah salah satu teladan yang
memberikan semangat untukku dalam menjalani hidup.
12. Sahabat-sahabatku, Mas Ali Nasta’in, Puah, dan bidikmisi 2011, serta pihak
lain yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Terima kasih atas kehadiran
kalian dalam hidupku.
Demi kesempurnaan skripsi ini, kritik dan saran sangat penulis harapkan.
Penulis berharap skripsi ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan
secara umum dan kimia secara khusus.
Yogyakarta, 12 Mei 2015
Yuliana
11630004
xii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................... ii
HALAMAN NOTA DINAS KONSULTAN ............................................ iii
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN .............................................. v
HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... vi
MOTTO ...................................................................................................... vii
PERSEMBAHAN ....................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ................................................................................ ix
DAFTAR ISI ............................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xiv
DAFTAR TABEL ....................................................................................... xv
ABSTRAK .................................................................................................. xvi
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1
B. Batasan Masalah .................................................................................. 4
C. Rumusan Masalah ................................................................................ 5
D. Tujuan Penelitian ................................................................................. 5
E. Manfaat Penelitian ............................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka .................................................................................. 6
B. Landasan Teori ..................................................................................... 8
1. Abu Dasar Batubara ........................................................................ 8
2. Zeolit ............................................................................................... 9
3. Ditizon ............................................................................................. 11
4. Karakterisasi .................................................................................... 12
a. X-ray Fluorescence (XRF) ........................................................ 12
b. Fourier Transform Infra Red (FTIR) ........................................ 13
c. X-ray Diffraction (XRD) ........................................................... 14
d. Gas Adsorption Analyzer (GSA) ............................................... 16
5. Adsorpsi .......................................................................................... 18
6. Kinetika Adsorpsi ............................................................................ 19
7. Kesetimbangan Adsorpsi ................................................................. 20
a. Langmuir .................................................................................... 21
b. Freuendhlich ............................................................................... 22
xiii
8. Model Termodinamika .................................................................... 22
9. Logam Pb ........................................................................................ 23
10. Spektrofotometer Serapan Atom ..................................................... 23
C. Hipotesis .............................................................................................. 24
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian .............................................................. 25
B. Alat dan Bahan ..................................................................................... 25
1. Alat-alat Penelitian .......................................................................... 25
2. Bahan-bahan Penelitian ................................................................... 25
C. Prosedur Penelitian .............................................................................. 25
1. Perlakuan Awal Abu Dasar ............................................................. 25
2. Peleburan dengan NaOH ................................................................. 26
3. Sintesis Zeolit dengan Metode Hidrotermal .................................... 26
4. Sintesis Zeolit Terimmobilisasi Ditizon .......................................... 27
5. Pengaruh Variasi Waktu Kontak ..................................................... 27
6. Pengaruh Variasi Konsentrasi ......................................................... 28
7. Pengaruh Variasi Suhu .................................................................... 28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Karakterisasi Abu Dasar Batubara ....................................................... 29
1. Karakterisasi Menggunakan XRF ................................................... 29
2. Karakterisasi Menggunakan FTIR .................................................. 30
3. Karakterisasi menggunakan XRD ................................................... 32
B. Sintesis Zeolit dan Zeolit Terimmobilisasi Ditizon ............................. 34
1. Sintesis Zeolit .................................................................................. 34
2. Immobilisasi Ditizon Pada Zeolit .................................................... 37
C. Karakterisasi Zeolit Sintesis dan Zeolit Terimmobilisasi Ditizon ....... 38
1. Karakterisasi Menggunakan XRF ................................................... 38
2. Karakterisasi Menggunakan FTIR .................................................. 40
3. Karakterisasi Menggunakan XRD .................................................. 43
4. Karakterisasi Menggunakan GSA ................................................... 46
D. Perlakuan Zeolit Berdasarkan Variasi.................................................. 49
1. Variasi Waktu Kontak ..................................................................... 50
2. Variasi Konsentrasi ......................................................................... 53
3. Variasi Suhu .................................................................................... 55
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan .......................................................................................... 59
B. Saran..................................................................................................... 60
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 61
LAMPIRAN ................................................................................................ 66
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Tetrahedra alumina dan silika (TO4) pada struktur zeolit . 9
Gambar 2.2 Struktur ditizon......... ........................................................ 11
Gambar 2.3 Tipe adsorpsi Isotermal berdasarkan IUPAC .................... 16
Gambar 4.1 Pola FTIR padatan abu dasar batubara.............................. 31
Gambar 4.2 Difraktogram abu dasar batubara ...................................... 33
Gambar 4.3 Interaksi antara zeolit sintesis dan ditizon ........................ 38
Gambar 4.4 Spektra inframerah zeolit sintesis dan zeolit
terimmobilisasi ditizon ...................................................... 41
Gambar 4.5 Difraktogram hasil XRD, zeolit sintesis dan zeolit
terimmobilisasi ditizon ...................................................... 44
Gambar 4.6 Kesetimbangan adsorpsi-desorpsi N2 dari zeolit sintesis
dan zeolit terimmobilisasi ditizon ..................................... 47
Gambar 4.7 Distribusi pori adsorben .................................................... 48
Gambar 4.8 Grafik pengaruh waktu kontak terhadap % adsorpsi ion
logam Pb2+
menggunakan zeolit sintesis dan zeolit
terimmobilisasi ditizon ...................................................... 50
Gambar 4.9 Grafik pengaruh konsentrasi awal Pb2+
terhadap jumlah
ion Pb2+
yang teradsorpsi pada zeolit sintesis dan zeolit
terimmobilisasi ditizon ...................................................... 53
Gambar 4.10 Interaksi antara ion logam Pb2+
dan zeolit
terimmobilisasi ditizon ...................................................... 55
Gambar 4.11 Grafik pengaruh suhu terhadap jumlah ion Pb2+
yang
teradsorpsi pada zeolit sintesis dan zeolit
terimmobilisasi ditizon ...................................................... 57
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi senyawa abu dasar batubara .............................. 13
Tabel 2.2 Pola spektra pada zeolit ....................................................... 14
Tabel 2.3 Klasifikasi zeolit .................................................................. 15
Tabel 4.1 Data XRF dari abu dasar batubara ....................................... 29
Tabel 4.2 Interpretasi serapan IR abu dasar batu bara ......................... 32
Tabel 4.3 Interpretasi data XRD abu dasar batubara ........................... 34
Tabel 4.4 Data XRF dari Zeolit Sintesis dan Zeolit terimmobilisasi
ditizon .................................................................................. 38
Tabel 4.5 Interpretasi serapan IR zeolit sintesis dan zeolit
terimmobilisasi ditizon ........................................................ 43
Tabel 4.6 Ringkasan hasil data XRD zeolit sintesis dan zeolit
terimmobilisasi ditizon ........................................................ 46
Tabel 4.7 Data GSA zeolit sintesis dan zeolit terimmobilisasi
ditizon .................................................................................. 47
Tabel 4.8 Data hasil distribusi pori zeolit sintesis dan zeolit
terimmobilisasi ditizon ........................................................ 49
Tabel 4.9 Parameter kinetika adsorpsi logam Pb2+
pada zeolit
sintesis dan zeolit terimmobilisasi ditizon ........................... 52
Tabel 4.10 Parameter model kesetimbangan adsorpsi logam Pb2+
pada zeolit sintesis dan zeolit terimmobilisasi ditizon ........ 54
Tabel 4.11 Parameter termodinamika adsorpsi logam Pb2+
pada zeolit
sintesis dan zeolit terimmobilisasi ditizon ........................... 56
xvi
ABSTRAK
IMMOBILISASI DITIZON PADA ZEOLIT SINTESIS ABU DASAR
BATUBARA SERTA APLIKASINYA SEBAGAI ADSORBEN Pb2+
Oleh:
Yuliana
11630004
Dosen Pembimbing: Khamidinal, M.Si
Penelitian tentang immobilisasi ditizon pada zeolit sintesis abu dasar
batubara untuk adsorpsi logam Pb2+
telah dilakukan. Hasil yang diperoleh
dibandingkan dengan adsorpsi zeolit sintesis abu dasar batubara. Kajian yang
dilakukan meliputi sintesis, karakterisasi dan kajian adsorpsi pada logam Pb2+
.
Sintesis zeolit dilakukan dengan metode refluks dengan menggunakan HCl
pada suhu 80 oC selama 4 jam, dilanjutkan peleburan abu dasar dengan NaOH
pada 550 oC selama 1 jam kemudian dilakukan reaksi hidrotermal dalam larutan
basa pada 100 oC dengan penambahan natrium silikat. Karakterisasi abu dasar
hasil refluks dilakukan dengan menggunakan XRF, FTIR, XRD, sedangkan zeolit
sintesis dan zeolit terimmobilisasi ditizon menggunakan XRF, FTIR, XRD, dan
GSA. Analisis jumlah Pb2+
yang teradsorp oleh zeolit sintesis dan zeolit
terimmobilisasi ditizon dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer serapan
atom (AAS).
Hasil karakterisasi abu dasar batubara hasil refluks diketahui pada XRF
kandungan Si sebanyak 82,1% dan Al sebanyak 8,54%, pada FTIR menunjukkan
adanya vibrasi Si-O/Al-O, dan pada XRD menunjukkan bahwa abu dasar
didominasi mineral kuarsa. Hasil karakterisasi zeolit sintesis dan zeolit
terimmobilisasi ditizon menunjukkan bahwa sintesis telah berhasil diakukan.
Secara keseluruhan, kapasitas adsorpsi zeolit terimmobilisasi ditizon lebih besar
dibandingkan dengan zeolit sintesis dan didapatkan laju kesetimbangan yang lebih
kecil dibanding zeolit sintesis.
Kata kunci: abu dasar batubara, sintesis zeolit, ditizon, dan adsorpsi logam Pb2+
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Batubara merupakan salah satu sumber energi yang sering digunakan
sebagai bahan bakar di PLTU dan industri. Pembakaran batubara akan
menghasilkan abu layang (fly ash) dan abu dasar (bottom ash). Berdasarkan
Peraturan Pemerintah No. 18 tahun 1999, abu layang dan abu dasar batubara dapat
dikategorikan sebagai limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3). Oleh karena
itu, penelitian tentang pemanfaatan abu layang dan abu dasar batubara perlu
dilakukan untuk mengurangi limbah B3.
Pemanfaatan abu layang telah banyak dilakukan seperti bahan utama
geopolimer dan pembuatan zeolit karena abu layang batubara memiliki kandungan
Si dan Al yang cukup tinggi. Menurut Kula dan Olgun (2000), kandungan Si dan
Al pada abu layang batubara secara berturut-turut adalah 56,13% dan 18,49%,
sedangkan abu dasar batubara mengandung 50,98% Si dan 14,996% Al.
Kandungan Si dan Al yang lebih rendah pada abu dasar batubara menyebabkan
banyak peneliti kurang berminat untuk memanfaatkan limbah abu dasar batubara.
Oleh karena itu, penelitian tentang pemanfaatan abu dasar batubara perlu
dilakukan.
Pemanfaatan abu dasar batubara dapat dilakukan untuk mensintesis zeolit
karena kandungan Si dan Al yang dimilikinya. Mineral Si dan Al merupakan
komponen utama penyusun zeolit sehingga dengan perlakuan tertentu abu dasar
2
dapat dikonversi menjadi zeolit. Zeolit sintesis umumnya dibuat secara
hidrotermal. Menurut Shigemoto dan Hayashi (1999), sintesis zeolit melalui
metode peleburan dilanjutkan dengan proses hidrotermal secara signifikan dapat
meningkatkan proses pembentukan zeolit dibandingkan dengan metode alkali
hidrotermal. Selain itu, zeolit yang dihasilkan memiliki kristalinitas yang tinggi.
Sintesis zeolit dari abu dasar batubara telah dilakukan oleh Murniati
(2009) menggunakan metode peleburan dengan NaOH dan dilanjutkan dengan
penambahan natrium silikat proses hidrotermal. Oleh karena itu, pada penelitian
akan dilakukan sintesis dengan menggunakan metode hidrotermal dengan
penambahan natrium silikat yang sebelumnya dilakukan proses peleburan terlebih
dahulu terhadap abu dasar batubara.
Selain Si dan Al, abu dasar juga mengandung besi oksida dan oksida-
oksida alkali yang dapat mengganggu proses sintesis zeolit. Pengurangan besi
oksida dan oksida-oksida alkali dapat dilakukan dengan melakukan refluks pada
perlakuan awal abu dasar. Wardani (2013) telah berhasil mensintesis zeolit dari
abu dasar batubara dengan perlakuan awal abu dasar dengan refluks HCl untuk
mengurangi besi oksida dan oksida-oksida alkali sehingga diperoleh zeolit yang
mempunyai kristalinitas yang tinggi. Meninjau hal tersebut, maka pada penelitian
ini akan dilakukan perlakuan awal refluks dengan HCl agar mendapatkan hasil
sintesis yang maksimal.
Zeolit telah dimanfaatkan secara luas sebagai adsorben karena
kemampuannya memisahkan spesi-spesi sasaran melalui prinsip pertukaran ion
(Erdem et al, 2004). Zeolit alam umumnya mempunyai ukuran pori sebesar 20 Å,
3
sehingga kemampuan adsorpsinya rendah terhadap molekul yang berukuran besar.
Mengingat pentingnya peranan zeolit dalam kehidupan, maka diperlukan usaha
untuk mendapatkan zeolit dengan daya guna yang lebih dibandingkan dengan
zeolit alam. Oleh karena itu, zeolit sebagai materi pendukung seringkali
dimodifikasi dengan berbagai macam ligan untuk meningkatkan kapasitas retensi
dan selektivitasnya. Difeniltiokarbazon (ditizon) merupakan salah satu agen
pengelat penting dan efisien untuk mengekstrak unsur logam dalam jumlah kecil.
Ditizon menunjukkan sensitivitas dan selektivitas yang baik sebagai agen pengelat
terhadap ion Pb2+
dalam keadaan basa (Rajesh dan Manikandan, 2008).
Zeolit mempunyai beragam kegunaan seperti katalis, penukar kation,
penyaring molekul, dan adsorben (Smart dan Moore, 1993). Dalam fungsinya
sebagai adsorben, zeolit dapat digunakan untuk menghilangkan logam berat.
Logam berat adalah golongan logam yang dapat menimbulkan pengaruh dan efek
khusus jika masuk ke dalam tubuh organisme hidup. Logam berat merupakan
salah satu bahan pencemar yang berbahaya karena bersifat toksik dalam jumlah
yang besar. Akan tetapi, sebagian logam berat tersebut tetap dibutuhkan oleh
makhluk hidup walaupun dalam jumlah yang sangat kecil. Sebagai contoh logam
berat antara lain raksa (Hg), krom (Cr), kadmium (Cd), timbal (Pb), dan tembaga
(Cu) (Palar, 2008).
Logam Pb2+
termasuk logam yang perlu diwaspadai karena dapat
mencemari lingkungan. Pencemaran perairan oleh Pb2+
sangat berbahaya karena
sulit diuraikan atau nonbiodegradable dan dapat menyebabkan masalah kesehatan
pada manusia dan lingkungan.
4
Berdasarkan uraian yang telah disampaikan, penelitian ini dilakukan untuk
memanfaatkan limbah abu dasar batubara sebagai bahan dasar (sumber Al dan Si)
pembuatan zeolit. Sintesis zeolit dari abu dasar batubara akan dilakukan dengan
menggunakan tiga tahap, yaitu refluks dengan HCl, peleburan dengan NaOH, dan
dilanjutkan dengan penambahan natrium silikat pada proses hidrotermal. Selain
itu, zeolit yang dihasilkan pada penelitian ini akan diimmobilisasi dengan ligan
ditizon agar dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi terhadap logam Pb2+
.
B. Batasan Masalah
Agar penelitian ini tidak meluas dalam pembahasannya, maka diambil
pembatasan masalah sebagai berikut:
1. Abu dasar yang digunakan diperoleh dari sisa pembakaran batubara Pabrik
Gula Madukismo.
2. Perlakuan awal sintesis zeolit adalah refluks menggunakan HCl, kemudian
peleburan menggunakan NaOH dan dilanjutkan dengan metode hidrotermal
dengan penambahan natrium silikat.
3. Karakterisasi abu dasar menggunakan XRF, XRD, dan FTIR, sedangkan
zeolit hasil sintesis dan zeolit terimmobilisasi ditizon dikarakterisasi
menggunakan XRF, XRD, FTIR, dan GSA.
4. Pb(NO3)2 digunakan sebagai sumber Pb 2+
.
5
C. Rumusan Masalah
Dari uraian di atas, maka dapat dibuat rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimanakah karakter abu dasar sisa pembakaran batubara Pabrik Gula
Madukismo, zeolit sintesis dan zeolit terimmobilisasi ditizon?
2. Bagaimanakah pengaruh waktu kontak, konsentrasi, serta suhu terhadap
adsorpsi logam Pb2+
oleh zeolit sintesis dan zeolit termobilisasi ditizon?
D. Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah yang dibuat, maka tujuan penelitian ini
adalah:
1. Mengetahui karakter abu dasar sisa pembakaran batubara Pabrik Gula
Madukismo, zeolit sintesis dan zeolit terimmobilisasi ditizon.
2. Mengetahui pengaruh waktu kontak, konsentrasi, serta suhu terhadap adsorpsi
logam Pb2+
oleh zeolit sintesis dan zeolit termobilisasi ditizon.
E. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat dalam berbagai macam
aspek, diantaranya:
1. Mengurangi jumlah abu dasar batubara sebagai limbah bahan berbahaya dan
beracun.
2. Sebagai bahan referensi penelitian zeolit sintesis yang termodifikasi ligan.
59
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang dilakukan, maka diperoleh kesimpulan
sebagai berikut:
1. Abu dasar sebagai bahan utama sintesis zeolit mengandung Si dan Al
sebanyak 90,64% baik dalam fasa amorf maupun kristalin. Regangan asimetri
dan vibrasi tekuk Si-O/ Al-O didapatkan pada daerah pita serapan 470,63 cm-1
dan 1627,92 cm-1
. Sementara itu, pola difraksi sinar-X abu dasar terdapat
mineral kuarsa, mulit, dan hematit. Zeolit sintesis abu dasar batubara
dihasilkan dengan persentase Si dan Al sebanyak 83,79%. Sintesis zeolit dan
immobilisasi ditizon pada zeolit sintesis telah berhasil dilakukan berdasarkan
FTIR dan XRD. Hasil GSA menunjukkan luas permukaan zeolit
terimmobilisasi ditizon sebesar 69,609 m²/g, total pori 2,188x10-1
cc/g, dan
rerata pori sebesar 2,73065x101Å.
2. Berdasarkan model kinetika, zeolit sintesis dan zeolit terimmmobilisasi
ditizon mengikuti pseudo orde dua. Konstanta laju pseudo orde kedua abu
dasar adalah 1,109 x 10-5
g/mg.menit-1
sedangkan untuk zeolit sintesis sebesar
9,337 x 10-6
g/mg.menit-1
. Sementara itu, kesetimbangan adsorpsi logam Pb2+
zeolit sintesis mengikuti model isoterm Freudlich, sedangkan zeolit
terimmobilisasi ditizon mengikuti model isoterm Langmuir. Pada
termodinamika, reaksi zeolit sintesis akan berjalan spontan pada suhu rendah,
60
sedangkan zeolit terimmobilisasi ditizon akan berlangsung secara spontan
pada suhu tinggi.
B. Saran
Saran untuk penelitian selanjutnya yang mengacu pada skripsi ini adalah:
1. Perlu dilakukan kajian mengenai pengaruh pH terhadap adsorpsi zeolit
sintesis dan zeolit terimmobilisasi ditizon pada logam Pb2+
.
2. Perlu dilakukan kajian desorpsi terhadap adsorben yang digunakan.
3. Perlu dilakukan uji karakterisasi adsorben yang digunakan dengan
menggunakan SEM.
61
DAFTAR PUSTAKA
Agustiningtyas, Z. 2012. Optimasi Adsorpsi Ion Pb(II) Menggunakan Zeolit Alam
Termodifikasi Ditizon. Skripsi. Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor: Bogor.
Al-Anber, Z. A. 2008. Thermodynamic and Kinetic Studies of Iron (III)
Adsorption by Olive Cake in A Batch System. Article Jordan. Faculty of
Science Mu’tah University.
Aprilita, N. H., Mudasir., dan Githa, A.A. 2008. Study on The Adsorption of
Bottom Ash Towards Ni(II) Metal Ion. Proceeding of The International
Seminar on Chemistry 2008. (pp.89-92).
Atkins, P. W. 1999. Kimia Fisik Jilid 1. Irma I Kartohadiprojo, penerjemah;
Rohhadyan T, Hadiyana K, editor. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari:
Physical Chemistry.
Azizah, N., Astuti, E. D., dan Puspita, H. 2008. Uji Kemampuan Karbon Aktif
dari Limbah Kayu Industri Mebel Kota Semarang Sebagai Adsorben
untuk Penyisihan Fenol. Jurnal PKMP UNS.
Bao, W., Liu, L., Zou, H., Gan, S., Xu, X., Ji, G., Gao, G., dan Zheng, K. 2013.
Removal of Cu2+
from Aqueous Solution Using Na-A Zeolite from Oil
Shale Ash. Chinese Journal of Chemistry and Engineering. 21.9.
Basset, J. 1994. Buku Ajar Vogel : Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Jakarta:
EGC Buku Kedoktean.
Breck, D. W. 1974. Zeolite Molecular Sieve, Structure Chemistry and Use. New
York: John Willey and Sons.
Budiyantoro, A., (2005), “Konversi Abu Layang Batubara Sebagai Material
Pengemban Logam Nikel dan Uji Ketahanan Struktur Padatan Terhadap
Panas”, Jurnal Ilmu Dasa.
Chen A, dan Chen S. 2009. Biosorption of azo dyes from aqueous solution by
glutaraldehyde-crosslinked chitosans. J Hazard Mater 172 : 1111–1121.
Costa, ACS, Lopes, L., Korn, MDGA., dan Portela, J. G. 2002. Separation and
preconcentration of cadmium, copper, lead, nickel by solid-liquid
extraction of their cocrystallized naphthalene ditizon chelate is saline
matrices. J Braz Chem Soc. 13(5): 674-678.
62
Erdem, E., Karapinar, N., dan Donat, R. 2004. The Removal of Heavy Metal
Cations by Natural Zeolites. J Collid Interface Sci 280: 309-314.
Feijen E. J. P., Martens J. A. & Jacobs P. A., 1994. Zeolits and their Mechanism
of Synthesis: Studies in Surface Science and Catalysis. Journal. 84, 3-19.
Faridah, A. M., Nurul, W., dan D.Prasetyoko. 2012. Karakterisasi Abu Dasar
PLTU Paiton: Pengaruh Perlakuan Magnet, HCl, dan Fusi dengan NaOH.
Prosiding Seminar Nasional Kimia UNESA 2012. Surabaya: Institut
Teknologi Sepuluh Nopember. ISBN: 978-979-028-550-7.
Fatimah, I. Kinetika Kimia. Yogyakarta: Graha Ilmu.
Faust, S. D., dan Aly, O. A. 1987. Adsorption Processes for Water Treatment.
Stoneham, MA: Butterworth Publishers. ISBN: 0-409-90000-1.
Gauglitz, G., dan Dinh, T.Vo. 2003. Handbook of Spectroscopy. Wiley-VCH.
ISBN: 3-527-29782-0.
Handayani, T., dkk. 2014. Adsorpsi Ion Pb(II) dan Cd(II) pada Abu Dasar
Batubara Terimobilisasi Ditizon. Proseding Seminar Nasional Kimia dan
Pendidikan Kimia UNG. Gorontalo. 19 Oktober 2014.
Jumaeri, W. A., dan Lestari, W. T. P. 2007. Preparasi dan Karakterisi zeolit dari
Abu Layang Batubara Secara Alkali Hidrotermal. Jurnal Kimia. Fakultas
MIPA UNNES: 38-44.
Kesuma, F. R., Sitorus, B., dan Adhitiyawarman. 2013. Karakterisasi Pori
Adsorben Berbahan Baku Kaolin capkala dan Zeolit Dealuminasi. Jurnal
JKK. FMIPA Universitas Tanjungpura Pontianak: 19-23.
Kristiyani, Dyah., dkk. 2012. Pemanfaatan Zeolit Abu Sekam Padi untuk
Menurunkan Kadar Ion Pb2+
Pada Air Sumur. Indonesian Journal of
Chemical Science 1 (1). Universitas Seemarang. ISSN NO 2252-6951.
Kula, A., dan Olgun. 2000. Effectts of Colemanite Waste, Coal Bottom Ash and
Fly Ash on The Properties of Cement. Journal of cement and concrete
research: 491-494.
Lang, L., Chiu, K., dan Lang, Q. 2008. Spectrometric determination of lead in
agricultural, food, dietary supplement, and pharmaceutical samples.
Pharm tech 32:74-83.
Lian, N., et al. 2005. Application of Dithizone-Modified TiO2 Nanoparticles in
the Preconcentration of Trace Chromium and Lead from Sample Solution
and Determination by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission
Spectrometry. Austria: Microchim Acta 151, 81–88
63
Lukman, T. 2015. Pengaruh Kalsinasi Terhadap Pembentukan Zeolit dari Abu
Dasar Batubara melalui Peleburan-Hidrotermal dan Apikasinya untuk
Adsorpsi Logam Cu(II). Skripsi. Fakultas Sains dan Teknologi.
Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga: Yogyakarta.
Mahmoud, M. E., Osman, M. M., Hafez, O. F., Hegazi, A. H., dan Elmelegy, E.
2010. Removal and preconcentration of Lead (II) and Other Heavy
Metals from Water by Alumina adsorbents Developed by Surface-
adsorbed-dithizone. Desalination 251: 123-130.
Masrukan, Rosika, Anggraini, D., dan Kisworo, J. 2007. Komparasi Analisis
Komposisi Paduan AlMgSi1 dengan Menggunakan Teknik X Ray
Fluorescence (XRF) dan Emission Spectroscopy. Jurnal Prosiding PPI –
PDIPTN. Batan: 120-125.
Mudasir, et al. 2008. Immobilization of Dithizone onto Chitin Isolated from
Prawn Seawater Shells (P. merguensis) and its Preliminary Study for the
Adsorption of Cd(II) Ion. Journal of Physical Science. Vol. 19(1), 63–78.
Murniati, Hidayat, N., dan Mudasir. 2009. Pemanfaatan Limbah Abu Dasar
Batubara sebagai Bahan Dasar Sintesis Zeolit dan Aplikasinya sebagai
Adsorben Logam Berat Cu (II). Prosiding Seminar Nasional Penelitian,
Pendidikan dan Penerapan MIPA. Yogyakarta: Universitas Negeri
Yogyakarta.
Natush, D., F., S., dan Taylor, D., R. 1980. Environmental effects of western coal
combustion: part IV. Duluth M,. N. : Enviromental Recearch Laboratory.
Octaviani, S. 2012. Sintesis dan Karakterisasi Zeolit ZSM-5 Mesopori dengan
Metode Desilikasi dan Studi Awal Katalisis Oksidasi Metana. Skripsi.
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas
Indonesia: Depok.
Ojha, K., Sig, Y., dan Wha, S.A. 2004. Zeolit From Fly Ash: Synthesis and
Characterization, Bull, Mater. Indian Academy of Sciences, 27, 555-564.
Omar W, dan Hossam A. 2007. Removal of Pb+2
ions from aqueous solutions by
adsorption on kaolinite clay. Applied Sciences 4: 502-50.
Palar, Heryando. 2004. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta:
Rineka Cipta.
Palar, Haryando. 2008. Pencemaran Dan Toksikologi Logam Berat, Cetakan
Keempat, Jakarta: Rineka Cipta.
64
Peraturan Pemerintah. 1999. Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan
Beracun. Jakarta: Presiden Republik Indonesia.
Querol, X., Moreno, N., Umana, J., C., Alastuey, A., Hernandez, E., Lopez, S.,
A,. dan Plana, F. 2002. Synthesis of Zeolites from Fly Ash: an overview.
International Journal Coal Geol. 50: 413-423.
Querol, X., Plana, F., Alastuey, A., Lopez-Soler,A., Andres, J. M., Juan, R.,
Ferrer, P., dan Ruiz, C. R. 1997. Industrial Aplication of Coal
Combustion Wastes: Zeolite Synthesis and Ceramic Utilisation,
European Coal and Steel community. International Journal of Coal
Geology A. 50.s. Vol 2. Hal 35-43.
Raghuvanshi, S., P., Sing, R., dan Kaushik, C., P. 2004. Kinetics study of
methulene blue dye biadsorption on baggase. App Ecol Env Research.
Rahayuningsih, N. L. 2011. Sintesis Zeolit dari Abu Dasar Batubara dengan
Metode Peleburan-Hidrotermal dan Uji Adsorpsi Terhadap Rhodamin B.
Skripsi. Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Islam Negeri Sunan
Kalijaga: Yogyakarta.
Rajesh, N., dan Manikandan, S. 2008. Spectrophotometric determination of lead
after preconcentration of its diphenylthiocarbazone complex on an
Amberlite XAD-1180 column. Spectrochim Acta A 70:754-757.
Rajesh, N., Arrchana, L., dan Prathiba, S. 2003. Removal of Trace Amounts
Mercury (II) Using Alumunium Hydroxide as The Collector. Univ
Scientarum 8 (2): 55-99.
Ramlawati, Darminto, dan Masri, M. 2011. Kinetics and Adsorption Isoterms of
Zeolite-MBT Selective Adsorben Towards Cd(II) Ions in Mixed System.
Proceedings of the 2nd International Seminar on Chemistry. Jatinangor.
24-25 November 2011.
Scott, M.Averbach., Kathleen, A.Carrado., Prabir, dan K.Dutta. 2003. Handbook
of Zeolit Science and Technology. New York: Marcel Dekker, Inc. ISBN:
0-8247-4020-3.
Shigemoto, N., Sugiyama, S., Hayashi, H. dan Miyaura, K. 1995. Characterization
of Na-X, Na-A and Coal Fly Ash Zeolit and Their Amorphous Precursors
by IR, MAS NMR and XPS. Mater. Sci., 30, 5777-5783.
Sunardi, dan Abdullah. 2007. Konversi Abu Layang Batubara Menjadi Zeolit dan
Pemanfaatannya Sebagai Adsorben Merekuri (II). Banjarbaru: Fakultas
MIPA UNLAM.
65
Sunarti. 2008. Pembuatan Adsorben Termodifikasi dari Abu Dasar Batubara dan
Aplikasinya Untuk adsorpsi Logam Berat Timbal (Pb). Yogyakarta:
Fakultas MIPA UGM.
Sutarno. 2009. Kajian Pengaruh Rasio Berat NaOH/Abu Layang Batubara
Terhadap Kristalinitas dalan Sintesis Zeolit. Jurnal Ilmu Dasar vol. 10
No. 1
Tadeus, A., Silalahi, i. H., Sayekti, E., dan Sianipar, A. 2013. Karakterisasi Zeolit-
Ni Regenerasi dalam Reaksi Perengkahan Katalitik. Jurnal JKK. FMIPA
Universitas Tanjungpura Pontianak: 24-29.
Tan, K.H. 1991. Dasar-dasar Kimia Tanah.Yogyakarta: Gadjah Mada University
Press.
Tunjungsari, R. 2008. Studi Adsorpsi Ion Logam Pb(II) oleh Abu Dasar (Bottom
ash) Batubara. Skripsi. Fakultas MIPA UGM: Yogyakarta.
Wardani, F. 2013. Pengaruh Waktu Lama Refluks Terhadap Hasil Sintesis Zeolit
dari Bahan Abu Dasar Batubara dengan Metode Hidrotermal. Skripsi.
Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga:
Yogyakarta.
Widhiyanuriyawan, D., dan Hamidi, N. 2013. Variasi Temperatur Pemanasan
Zeolite alam-NaOH Untuk Pemurnian Biogas. Universitas Brawijaya
Malang. Jurnal Energi dan Manufaktur Vol.6, No.1: 1-94.
Widiastuti, N., dan Ratnasari, M. 2011. Adsorpsi Ion Logam Cu(II) Pada Zeolit A
yang Disintesis dari Abu Dasar Batubara PT IPMOMI Paiton dengan
Metode Kolom. Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa. Surabaya. 19
Pebruari 2011.
Widiastuti, N., dan Wahyuni, S. 2009. Adsorpsi Ion Logam Zn(II) Pada Zeolit A
yang Disintesis dari Abu Dasar Batubara PT IPMOMI Paiton dengan
Metode Batch. Jurnal Prosiding KIMIA FMIPA – ITS.
Wiyuniawati, S., dan Kundari, N. A. 2008. Tinjauan Kesetimbangan Adsorpsi
Tembaga dalam Limbah Pencuci PCB dengan Zeolit. Seminar Nasional
IV SDM Teknoligi Nuklir. Yogyakarta. 25-26 Agustus 2008.
Zakaria, A., Rohaiti, E., Sutisna, dan Purwamargaprtala, Y. 2012. Adsorpsi Cu(II)
menggumakan Zeolit Sintesis dari Abu Terbang Batubara. Prosiding
Pertemuan Ilmiah Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Bahan. FMIPA-IPB.
Bogor
66
LAMPIRAN
Lampiran 1: Perhitungan Distribusi Pori
1. Zeolit sintesis
Mikropori=
Mesopori=
Makropori=
2. Zeolit ditizon
Mikropori=
4,69%
Mesopori=
79,68%
Makropori=
15,63%
67
Lampiran 2: Perhitungan Pada Variasi Waktu Kontak dan Penentuan Pseudo Orde
Reaksi
Volume Larutan Pb2+
= 0,015 L
Adsorben Waktu
(menit)
Massa
(gram) Co (ppm) Ce (ppm) % Adsorpsi
Zeolit Sintesis
15 0,1 95,74 1,333 98,60769
30 0,1 95,74 1,75 98,17213
60 0,1001 95,74 2,167 97,73658
90 0,1002 95,74 1,75 98,17213
120 0,1001 95,74 1,646 98,28076
Zeolit
Terimmobilisasi
Ditizon
15 0,1 95,74 0,289 99,69814
30 0,1 95,74 0,707 99,26154
60 0,1001 95,74 0,811 99,15291
90 0,1001 95,74 0,707 99,26154
120 0,1001 95,74 0,498 99,47984
Gambar 1. Grafik hubungan antara waktu kontak dengan % adsorpsi.
97,5
98
98,5
99
99,5
100
0 50 100 150
% A
dso
rpsi
Waktu (menit)
zeolit sintesis
zeolit terimmobilisasiditizon
68
Tabel 1 Penentuan orde reaksi pada adsorben zeolit sintesis
Waktu
(menit)
Co
(ppm)
Ce
(ppm)
Qe
(mg/g)
Qt
(mg/g) Qe-Qt ln(Qe-Qt) t/q
15 95,74 1,333 14,16105 14,16105 0 0 1,059243
30 95,74 1,75 14,16105 14,0985 0,06255 -2,77179 2,127886
60 95,74 2,167 14,16105 14,02193 0,139122 -1,9724 4,279012
90 95,74 1,75 14,16105 14,07036 0,090691 -2,4003 6,396425
120 95,74 1,646 14,16105 14,1 0,06105 -2,79606 8,510638
Tabel 2 Penentuan orde reaksi pada adsorben zeolit terimmobilisasi ditizon
Waktu
(menit)
Co
(ppm)
Ce
(ppm)
qe
(mg/g) qt (mg/g) qe-qt ln(qe-qt) t/qt
15 95,74 0,289 14,31765 14,31765 0 0 1,047658
30 95,74 0,707 14,31765 14,25495 0,0627 -2,76939 2,104532
60 95,74 0,811 14,31765 14,22512 0,092525 -2,38028 4,217889
90 95,74 0,707 14,31765 14,24071 0,076941 -2,56472 6,31991
120 95,74 0,498 14,31765 14,27203 0,045622 -3,08736 8,408055
Gambar 2. Grafik kinetika adsorpsi pseudo orde pertama
y = -0,0172x - 0,9057 R² = 0,4042
y = -0,0199x - 0,9081 R² = 0,4773
-3,5
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0 50 100 150
ln(q
e-q
t)
t (waktu)
zeolit sintesis
zeolit terimmobilisasi ditizon
Linear (zeolit sintesis)
Linear (zeolit terimmobilisasiditizon)
69
Gambar 3. Grafik kinetika adsorpsi pseudo orde kedua
1. Zeolit sintesis
a. Kinetika Adsorpsi Pseudo Orde Pertama
Persamaan Lagergren:
ln (qe-qt) = ln qe – k1t
ln (qe-qt) = -k1t + ln qe
Persamaan garis lurus, y = -0,0172x - 0,9057, R² = 0,4042, maka:
y = ln (qe-qt) (mg/g).
x = t (menit).
-k1t = -0,0172
k1= 0,0172 menit-1
ln qe = - 0,9057, qe = 0,404 mg/g.
b. Kinetika Adsorpsi Pseudo Orde Kedua
y = 0,071x + 0,0022 R² = 1
y = 0,0701x + 0,0019 R² = 1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 50 100 150
t/q
t
t(waktu)
zeolit sintesis
zeolit terimmobilisasiditizonLinear (zeolit sintesis)
Linear (zeolitterimmobilisasi ditizon)
70
Persamaan garis lurus y = 0,071x + 0,0022, R² = 1, maka:
y =
(menit.g/mg)
x = t (menit)
= 0,071
qe = 14,085 mg/g.
= 0,0022
.= 0,0022
= 0,0022
k2 = 0,0022
k2 =
(0,0022)
k2 = 1,109 x 10-5
g/mg.menit-1
2. Zeolit terimmobilisasi Ditizon
a. Kinetika Adsorpsi Pseudo Orde Pertama
Persamaan Lagergren:
ln (qe-qt) = ln qe – k1t
ln (qe-qt) = -k1t + ln qe
Persamaan garis lurus, y = -0,0199x - 0,9081, R² = 0,4773, maka:
y = ln (qe-qt) (mg/g).
x = t (menit).
-k1t = -0,0199
k1= 0,0199
ln qe = - 0,9081
qe = 2,48 mg/g.
71
b. Kinetika Adsorpsi Pseudo Orde Kedua
:
Persamaan garis lurus y = 0,0701x + 0,0019, R² = 1
y =
(menit.g/mg)
x = t (menit)
= 0,0701
qe = 14,265 mg/g.
= 0,0019
.= 0,0019
= 0,0019
k2 = 0,0019
k2 =
(0,0019)
k2 = 9,337 x 10-6
g/mg.menit-1
72
Lampiran 3: Perhitungan Pada Variasi Konsentrasi dan Penentuan Kesetimbangan
adsorpsi
Tabel 3 Penentuan model isoterm pada adsorben zeolit sintesis
Massa
(gram)
Co
(ppm)
Ce
(ppm)
Volume
(L)
qe
(mg/g) Ce/qe log Ce log qe
0,1004 95,741 0,915 0,015 14,16723 0,064586 -0,03858 1,151285
0,1003 135,147 1,333 0,015 20,01206 0,06661 0,12483 1,301292
0,1004 158,099 1,437 0,015 23,40568 0,061395 0,157457 1,369321
0,1002 175,174 1,437 0,015 26,00853 0,055251 0,157457 1,415116
0,1005 197,623 1,541 0,015 29,26597 0,052655 0,187803 1,466363
Tabel 4 Penentuan model isoterm pada adsorben zeolit terimmobilisasi ditizon
Massa
(gram)
Co
(ppm)
Ce
(ppm)
Volume
(L)
Qe
(mg/g) Ce/Qe log Ce log Qe
0,1 95,741 0,915 0,015 14,2239 0,064328 -0,03858 1,153019
0,1002 135,147 0,394 0,015 20,1726 0,019531 -0,4045 1,304762
0,1001 158,099 1,333 0,015 23,49141 0,056744 0,12483 1,370909
0,1001 175,174 1,541 0,015 26,01893 0,059226 0,187803 1,415289
0,1001 197,623 0,498 0,015 29,53921 0,016859 -0,30277 1,470399
Gambar 4 Grafik hubungan antara konsentrasi awal larutan Pb2+
dengan
konsentrasi terjerap
0
5
10
15
20
25
30
35
0 50 100 150 200 250
Ce
(p
pm
)
Co (ppm)
zeolit sintesis
zeolit terimmobilisasiditizon
73
1. Zeolit Sintesis
a. Langmuir
Gambar 5 Grafik isoterm Langmuir.
Persamaan Langmuir:
=
. Ce +
Persamaan garis lurus : y = -0,0158x + 0,0812, dengan R² = 0,4196
Satuan slope =
=
⁄
=
⁄
⁄ = g/mg
Slope =
= -0,0158 g/mg
qmax = -63,2911 mg/g
Satuan intercept = sumbu y =
=
⁄
⁄ = g/L
Intercept =
= 0,0812 g/L
=
⁄
⁄
=
⁄
⁄
y = -0,0158x + 0,0812 R² = 0,4196
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0 0,5 1 1,5 2
Ce
/qe
Ce
74
KL = ⁄
⁄
KL = - 0,1946 mg/L
b. Persamaan Freundlich:
Gambar 6 Grafik isoterm Freundlich
Log qe=
logCe + log KF
Persamaan garis lurus : y = 1,2973x + 1,1879, dengan R² = 0,9195
Slope =
= 1,2973
n = 0,7708
Intercept = qe = mg/g
Log KF = 1,1879
KF = 101,1879
KF = 15,4135
y = 1,2973x + 1,1879 R² = 0,9195
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
-0,05 0 0,05 0,1 0,15 0,2
log
qe
log Ce
75
2. Zeolit terimmobilisasi Ditizon
a. Persamaan Langmuir:
Gambar 7 Grafik isoterm Langmuir.
=
. Ce +
Persamaan garis lurus : y = 0,0386x + 0,0072, dengan R² = 0,7035
Satuan slope =
=
⁄
=
⁄
⁄ = g/mg
Slope =
= 0,0386 g/mg
qmax = 25,9067 mg/g
Satuan intercept = sumbu y =
=
⁄
⁄ = g/L
Intercept =
= 0,0072 g/L
=
⁄
⁄
=
⁄
⁄
KL = ⁄
⁄
KL = 5,3611 mg/L
y = 0,0386x + 0,0072 R² = 0,7035
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0 0,5 1 1,5 2
Ce
/qe
Ce
76
b. Persamaan Freundlich:
Gambar 8 Grafik isoterm Freundlich
Log qe=
logCe + log KF
Persamaan garis lurus : y = 0,0046x + 1,3433, dengan R² = 9E-05
Slope =
= 0,0046
n = 217,3913
Intercept = qe = mg/g
Log KF = 1,3433
KF = 101,3433
KF = 22,044
y = 0,0046x + 1,3433 R² = 9E-05
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
-0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 0,1 0,2 0,3
log
qe
log Ce
77
Lampiran 4: Perhitungan Pada Variasi Suhu dan Penentuan Termodinamika
Kimia
Tabel 5 Penentuan termodinamika kimia pada adsorben zeolit sintesis
Suhu
(oK)
Massa
(gram)
Co
(ppm)
Ce
(ppm)
qe
(mg/g) 1/T Kads ln Kads
303 0,1001 95,741 2,897 13,91269 0,0033 0,208227 -1,56913
306 0,1001 95,741 2,376 13,99076 0,003268 0,169826 -1,77298
313 0,1001 95,741 1,541 14,11588 0,003195 0,109168 -2,21487
323 0,1001 95,741 1,958 14,0534 0,003096 0,139326 -1,97094
333 0,1002 95,741 2,48 13,96123 0,003003 0,177635 -1,72803
Tabel 6 Penentuan termodinamika kimia pada adsorben zeolit erimmobilisasi
ditizon
Suhu
(oK)
Massa
(gram)
Co
(ppm)
Ce
(ppm)
Qe
(mg/g) 1/T Kads ln Kads
303 0,1 95,741 0,707 14,2551 0,0033 0,049596 -3,00384
306 0,1001 95,741 1,02 14,19396 0,003268 0,071862 -2,63301
313 0,1001 95,741 0,707 14,24086 0,003195 0,049646 -3,00284
323 0,1 95,741 1,02 14,20815 0,003096 0,07179 -2,63401
333 0,1001 95,741 1,02 14,19396 0,003003 0,071862 -2,63301
13,85
13,9
13,95
14
14,05
14,1
14,15
14,2
14,25
14,3
0 20 40 60 80
qe
(m
g/g)
Suhu (C)
zeolit sintesis
zeolit terimmobilisasiditizon
78
Gambar 9 Grafik hubungan antara suhu dan kapasitas adsorpsi
1. Zeolit Sintesis
Gambar 10 Grafik termodinamika kimia
Perhitungan Energi Bebas Gibbs
y = 390,95x - 3,0915, dengan R² = 0,0374
ln Kads=
= - 3,0915
So= - 3,0915 x R
= - 3,0915 x 8,3143 J/ mol K
= -25,7037 J/mol K
= -0,0257037 kJ/mol K
-Ho/R= 390,95
= 390,95x R
= 390,95 x 8,3143 J/ mol K
= -3250,4758 J/mol K
y = 390,95x - 3,0915 R² = 0,0374
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,00295 0,003 0,00305 0,0031 0,00315 0,0032 0,00325 0,0033 0,00335
ln K
ads
1/T
79
= -3,2504758 kJ/mol K
Go(303K) = H
o-TS
o
= -3,2504758 – (303 x 0,0257037)
= -3,2504758 + 7,7882211
= 4,537745 kJ/mol K
Go(306K) = 4,614856 kJ/mol K
Go(306K) = 4,794782 kJ/mol K
Go(306K )= 5,051819 kJ/mol K
Go(306K) = 5,308856 kJ/mol K
2. Zeolit terimmobilisasi Ditizon
Gambar 11 Grafik termodinamika kimia
Perhitungan Energi Bebas Gibbs
y = -919,27x + 0,135, dengan R² = 0,3114
ln Kads=
y = -919,27x + 0,135 R² = 0,3114
-3,05
-3
-2,95
-2,9
-2,85
-2,8
-2,75
-2,7
-2,65
-2,6
0,00295 0,003 0,00305 0,0031 0,00315 0,0032 0,00325 0,0033 0,00335
ln K
ads
1/T
80
= 0,135
So= 0,135 x R
= 0,135 x 8,3143 J/ mol K
= 1,1124 J/mol K
= 0,0011124 kJ/mol K
-Ho/R= -919,27
= -919,27x R
= -919,27x 8,3143 J/ mol K
= -7643,0866 J/mol K
= 7,6430866 kJ/mol K
Go(303K)= H
o-TS
o
= 7,6430866 – (303 x 0,0011124 )
= 7,6430866 - 0,337057
= 7,306029 kJ/mol K
Go(306K) = 7,302692 kJ/mol K
Go(306K) = 7,294905 kJ/mol K
Go(306K) = 7,283781 kJ/mol K
Go(306K) = 7,272657 kJ/mol K
81
Lampiran 5. Hasil Karakterisi Abu Dasar Batubara PT Madubaru Madukismo,
1. Hasil XRF
Tabel 8 Hasil analisis abu dasar menggunakan XRF
82
2. Hasil FTIR
3. Hasil XRD
83
Lampiran 6 Karakterisasi Zeolit Sintesis
1. XRF
84
2. FTIR
3. XRD
85
4. GSA
86
Lampiran 7 Hasil Karakterisasi Zeolit Terimmobilisasi Ditizon
1. XRF
87
2. FTIR
3. XRD
88
4. GSA
89
Lampiran 8 JCPDS
1. JCPDS Kuarsa
90
2. JCPDS Mulit
3. JSPDS Hematit
91
4. JCPDS Faujasit
5. JCPDS Sodalit
92
Lampiran 9 Dokumentasi
Refluks dengan HCl Teflon hidrotermal
Zeolit terimmobilisasi ditizon Proses adsorpsi
93
BIOGRAFI PENULIS
Yuliana merupakan putri dari Bapak
Jasman dan Ibu Sumiyati. Ia lahir di
Grobogan, 19 Mei 1993. Ia menyelesaikan
pendidikan formal pertamanya di SD N
Sumberagung 4 pada tahun 2005, kemudian
melanjutkan di SMP N 1 Ngaringan dan
lulus pada tahun 2008. Pada tahun 2011, Ia
lulus dari SMA N 1 Wirosari kemudian
melanjutkan pendidikan ke Perguruan Tinggi
UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta dengan
mengambil Program Studi Kimia.
Selain kuliah, perempuan yang akrab dipanggil yuli ini juga nyantri di
Pondok Pesantren Nurul Ummah Putri yang terletak Jl Raden Ronggo KG II/981
Prenggan, Kotagede Yogyakarta. Pengalaman yang pernah dilaluinya adalah
pernah praktik kerja di Laboratorium Air dan Udara Badan Lingkungan Hidup
Kota Yogyakarta dan menjadi pengurus perpustakaan An-Nabil sebagai anggota
Humas periode 2013-2014 dan sebagai wakil ketua periode 2014-2015.
Pada tahap akhir perkuliahannya, ia tertarik untuk mengkaji tentang
pemanfaatan limbah sebagai bahan pengadsorb logam berat. Limbah sebagai hasil
sisa yang tidak digunakan lagi memang perlu ditangani untuk mengurangi
pencemaran lingkungan. Dengan mengedepankan asas piramida hiraki
pengelolaan limbah, ia pun mencoba memanfaatkan limbah yang dihasilkan
sebuah pabrik kemudian diolah menjadi suatu material yang digunakan sebagai
pengadsorb logam berat. Sebagai anak lingkungan ia berharap penelitiannya dapat
digunakan sebagai acuan untuk mengurangi tingkat pencemaran limbah yang ada
di bumi. Ia dapat dihubungi melalui e-mail [email protected] atau
lewat contact person 085712033101.